Descriviamo l’isolamento immunomagnetica degli oligodendrociti primario del mouse, che permette l’isolamento rapido e specifico delle cellule per coltura in vitro .
L’efficiente e robusto isolamento e coltura dei oligodendrocytes primario (OLs) è uno strumento prezioso per lo Studio in vitro di sviluppo di oligodendroglia, nonché la biologia di demyelinating malattie come la sclerosi multipla e Malattia di Pelizaeus-Merzbacher-simile (PMLD). Qui, presentiamo un semplice e metodo di selezione efficace per l’isolamento di immunomagnetica di fase tre O4+ cellule preoligodendrocytes da cuccioli di topi neonatali. Poiché immaturo OL costituiscono più dell’80% della materia bianca roditore-cervello postnatale giorno 7 (P7) questo metodo di isolamento non solo assicura un alto rendimento cellulare, ma anche l’isolamento specifico di OLs già commesso alla stirpe oligodendroglial, diminuendo il possibilità di isolare cellule contaminanti quali gli astrociti e altre cellule del cervello del mouse. Questo metodo è una modifica delle tecniche segnalato precedentemente e fornisce del oligodendrocyte preparazione purezza superiore al 80% in circa 4 h.
Oligodendrociti (OLs) sono le cellule di mielinizzazione del sistema nervoso centrale (SNC)1. L’isolamento e la coltura degli oligodendrociti primari in un ambiente strettamente regolamentato è uno strumento prezioso per lo Studio in vitro di sviluppo di oligodendroglia, nonché la biologia di demyelinating malattie come la sclerosi multipla2 . Ciò richiede un’efficiente e robusto del oligodendrocyte isolamento e coltura metodo3. In questo studio, abbiamo approfittato dell’espressione di un indicatore della superficie delle cellule del oligodendrocyte distintivo per implementare una tecnica di isolamento modificate che è rapido e specifico.
Sono state identificate quattro distinte fasi di maturazione del oligodendrocyte, ognuna caratterizzata dall’espressione di marcatori di superficie cellulare distintivo per ogni stadio di sviluppo (Figura 1). Questi indicatori di superficie delle cellule possono essere riconosciuti da anticorpi specifici4,5e possono essere utilizzati per isolare OLs alle fasi specifiche. Nella prima fase, le cellule del precursore del oligodendrocyte (OPCs) hanno la capacità di proliferare, migrare e rapidi in particolare fattore di crescita derivato dalle piastrine (PDGF-Rα) recettore6, ganglioside A2B5, proteoglicano NG27,8 , neuro-acido polisialico delle cellule adesione molecola9 e grassi-acido-legante proteina 7 (FABP7)10. Gli OPC hanno morfologia bipolare con alcuni processi brevi che emana dai poli opposti del corpo cellulare, che è caratteristico di cellule precursori neurali11.
Figura 1: espressione di marcatori di superficie delle cellule durante lo sviluppo del oligodendrocyte mouse. OLs cella marcatori di superficie come A2B5, GalC (O1), NG2, O4 e PDGF-Rα può essere utilizzato per isolare specificamente oligodendrociti in fase inerente allo sviluppo specifica utilizzando anticorpi specifici. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Nella seconda fase, OPCs danno luogo a preoligodendrocytes e rapidi alla membrana delle cellule non solo gli indicatori OPC, ma anche il sulfatide (un galattolipide solfonata) riconosciuto dal O4 anticorpo12,13e la proteina GPR1714, che persiste fino alla fase di oligodendrociti immaturi (OL). In questa fase, preoligodendrocytes estendere multipolari processi brevi. Preoligodendrocytes sono la grande fase OL al giorno postnatale 2 (P2) nella materia bianca cerebrale di ratto e topo con una popolazione secondaria di immaturi OLs15.
Durante la terza tappa, immaturi OLs continuano a esprimere O4, perdere espressione degli indicatori A2B5 e NG2 e cominciano ad esprimere Galattocerebrosidi C16. In questa fase, OLs sono impegnati alla stirpe oligodendroglial e diventare cellule post-mitotiche con rami lunghi ramificate17,18. Immaturo OL costituiscono più dell’80% della materia bianca del roditore in P7 e in questo momento si osservano le prime cellule MBP+ 15,19,20,21. Di conseguenza, isolamento di OLs presso P7 potrebbe garantire alto rendimento cellulare.
Nella fase finale e la quarta di sviluppo OL, OLs matura esprimono proteine myelinating (proteina basica della mielina (MBP), proteolipide (PLP), glicoproteina mielina associata (MAG) e myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)22,23 ,24,25,26. In questa fase, OLs matura estendere membrane quello compatto di forma economale guaine intorno gli assoni e sono in grado di mielinare. Questo coincide con l’osservazione che nel cervello di ratto e topo, cellule MBP+ diventano sempre più abbondanti a P1419,20,21.
Poiché il primo isolamento del oligodendrocyte Fewster e colleghi nel 196727, sono stati implementati diversi metodi per l’isolamento di OLs da roditore SNC compreso immunopanning28,29,30, fluorescenza-attivato delle cellule ordinano (FACS) sfruttando delle cellule degli antigeni di superficie-specific28,31, differenziale mediante centrifugazione in gradiente32,33,34,35 e agitazione metodo basato sull’adesione differenziale di diverse CNS glia36,37. Tuttavia, i metodi di coltura esistenti hanno limitazioni, soprattutto in termini di purezza, rendimento e tempo necessario per eseguire la procedure38. Pertanto, i metodi più efficienti di isolamento per gli oligodendrociti sono necessari.
In questa carta, presentiamo un semplice e metodo di selezione efficace per l’isolamento di immunomagnetica di fase tre O4+ cellule preoligodendrocytes da cuccioli di topi neonatali. Questo metodo è una modificazione delle tecniche riportate da Emery et al. 39 e Dincman et al. 40 e fornisce una purezza di preparazione del oligodendrocyte superiore all’80% in circa 4 h.
In questa comunicazione, presentiamo un metodo per l’isolamento efficiente delle culture del oligodendrocyte altamente purificata del mouse immaturo. Rispetto ai protocolli precedentemente pubblicati39,40, questo metodo ha reso una purezza più elevata con un livello molto più basso degli astrociti GFAP-positive e una percentuale molto bassa di altre cellule non caratterizzato. È importante sottolineare che questi sono immaturi OLs già commit alla stirpe oligo…
The authors have nothing to disclose.
Questo studio è stato sostenuto da sovvenzioni dal National Multiple Sclerosis Society (RG4591A1/2) e il National Institutes of Health (R03NS06740402). Gli autori ringraziano il Dr. Ivan Hernandez e membri del suo laboratorio per fornire consulenza, attrezzature e lo spazio laboratorio.
10ml serological pipets | Fisher Scientific | 13-676-10J | |
10ml syringe Luer-Loc tip | BD, Becton Dickinson | 309604 | |
15ml conical tubes | Falcon | 352097 | |
24-well tissue culture plates | Falcon | 353935 | |
40µm cell strainer | Fisher Scientific | 22368547 | |
50ml conical tubes | Falcon | 352098 | |
5ml serological pipets | Fisher Scientific | 13-676-10H | |
60mm tissue culture plates | Falcon | 353002 | |
70µm cell strainer | Fisher Scientific | 22363548 | |
Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgG (H+L) secondary antibody | Invitrogen | A11001 | |
Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit IgM (H+L) secondary antibody | Invitrogen | A21042 | |
Alexa Fluor 488 goat anti-rabbit IgM (H+L) secondary antibody | Invitrogen | A11008 | |
Alexa Fluor 594 goat anti-chicken IgG (H+L) secondary antibody | Invitrogen | A11042 | |
Anti-O4 beads- Anti-O4MicroBeads | Miltenyi Biotec | 130-094-543 | |
Apo-Transferrin human | Sigma | T1147 | |
Autofil complete bottle top filter assembly, 0.22um filter, 250ml | USA Scientific | 6032-1101 | |
Autofil complete bottle top filter assembly, 0.22um filter, 250ml | USA Scientific | 6032-1102 | |
B27 Supplement | Invitrogen | 17504-044 | |
Boric acid | Sigma | B7660 | |
Bovine Growth Serum (BGS) | GE Healthcare Life Sciences | SH30541.03 | |
BSA | Fisher Scientific | BP-1600-100 | |
CNTF | Peprotech | 450-50 | |
d-Biotin | Sigma | B4639 | |
Desoxyribonuclease I (DNAse I) | Worthington | LS002007 | |
EDTA | Fisher Scientific | S311 | |
Epifluorescence microscope with an Olympus DP70 camera | Olympus | Bx51 | |
Feather disposable scalpels | Andwin Scientific | EF7281C | |
Forskolin | Sigma | F6886 | |
German glass coverslips, #1 thickness, 12mm diameter round | NeuVitro | GG-12-oz | |
GFAP antibody | Aves | GFAP | |
Glucose | Fisher Scientific | D16-1 | |
GlutaMAX | Invitrogen | 35050-61 | |
Insulin | Invitrogen | 12585-014 | |
Magnetic separator stand – MACS multistand | Miltenyi Biotec | 130-042-303 | |
Magnetic separator-MiniMACS separator | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | |
Millex PES 0.22µm filter unit | Millipore | SLG033RS | |
Mounting media- Prolong Gold with DAPI | Thermo Fisher | P36930 | |
N-acetyl-cysteine (NAC) | Sigma | A8199 | |
Natural mouse laminin | Invitrogen | 23017-015 | |
Neurobasal Medium A | Invitrogen | 10888-022 | |
Neurotrophin-3 (NT-3) | Peprotech | 450-03 | |
NG2 antibody | Millipore | AB5320 | |
Papain | Worthington | LS003126 | |
PBS without Ca2+ and Mg2+ | Sigma | D5652 | |
PDGF | Peprotech | 100-13A | |
Petri dishes | Falcon | 351029 | |
Poly-D-Lysine | Sigma | P6407 | |
Primocin | Invivogen | ant-pm-2 | |
Progesterone | Sigma | P8783 | |
Putrescine | Sigma | P5780 | |
Selection column-LS columns | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
Sodium Selenite | Sigma | S5261 | |
Trace elements B | Corning | 25-000-CI | |
Triiodothyronine (T3) | Sigma | T6397 | |
Triton-X | Sigma | T8787 | |
Trypan Blue Solution | Corning | 25-900-CI | |
Tween 20 | Sigma | P1379 | |
B27NBMA | 487.75 mL Neurobasal Medium A; 10 mL B27 Supplement; 1 mL Primocin; 1.25 mL Glutamax; Filter sterilize and store at 4 °C until use. | ||
B27NBMA + 10% BGS | 27 mL B27NBMA; 3 mL Bovine growth serum | ||
CNTF solution stock (10 µg/ml; 1000X) | Order from Peprotech (450-50). Make up at 0.1 to 1 mg/ml according to Manufacturer’s instruction (may vary from lot to lot) in buffer (e.g. DPBS + 0.2% BSA). Store at -80 °C. Working solution (10 µg/ml, 1000X) 1. Make on 0.2% BSA (Fisher scientific BP-1600-100) in DPBS solution and filter sterilize. 2. Dilute master stock aliquot to 10µg/ml in sterile, chilled 0.2% BSA/DPBS. 3. Aliquot (20µl/tube) and snap freeze in liquid nitrogen. 4. Store aliquots at -80 °C. |
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d-Biotin stock solution (50 µg/ml; 5000X) | Resuspend d-Biotin (Sigma-B4639) in double-distilled H2O at 50 µg/ml (e.g. 2.5 mg in 50 ml of ddH2O). Resuspension might take fair amount of agitation/vortexing, or mild warming briefly at 37°C. If the d-Biotin still will not solubilize, it is fine to make up a less concentrated (e.g. 10µg/ml), and to add a higher volume to the B27NBMA (1/1000), instead of 1/5000). Store at 4°C. | ||
DNase I stock solution | 1. Dissolve at 12,500 U Deoxyribonuclease I / ml in HBSS chilled on ice. 2. Filter sterilize on ice 3. Aliquot at 200 µl and freeze overnight at -20°C. 4. Store aliquots at -20 to -30°C. |
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Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (w/o Ca2+ and Mg2+) | Dissolve pouch in 1 Liter of water to yield 1 liter of medium at 9.6 grams of powder per liter of medium. Store at 2-8 °C. | ||
Forskolin stock solution (4.2 mg/ml; 1000X) | Add 1 ml of sterile DMSO to 50 mg Forskolin in bottle (Sigma-F6886) and pipette until resuspended. Transfer to a 15 ml centrifuge tube and add 11 ml of sterile DMSO to bring to 4.2 mg/ml. Aliquot (e.g. 20 µl) and store at -20°C. | ||
Hank’s balanced salts (HBSS) (Sigma | 1. Measure 900 ml of water (temperature 15-20 °C) in a cylinder and stir gently. 2. Add the power and stir until dissolved. 3. Rinse original package with a small amount of water to remove all traces of the powder. 4. Add to the solution in step 2. 5. Add 0.35 gr of sodium bicarbonate (7.5% w/v) for each liter of final volume. 6. Keep stirring until dissolved. 7. Adjust the pH of the buffer while stirring to 0.1-0.3 units below pH= 7.4 since it may rise during filtration. The use of 1N HCl or 1N NaOH is recommended to adjust the pH. 8. Add additional water to bring the final volume to 1L. 9. Sterilize by filtration using a membrane with a porosity of 0.22 microns. 10. Store at 2-8 °C. |
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Insulin stock solution (4000 µg/ml) | Thaw the bottle and aliquot 25 µl per microcentrifuge tube and store at -20°C. | ||
Laminin solution | Slowly thaw laminin in the cold (2°C to 8°C) to avoid gel formation. Then, aliquot into polypropylene tubes. Store at 5° C to -20° C in aliquots (e.g. 20 µl) and do not freeze/thaw repeatedly. Laminin may be stored at these temperatures for up to six months. | ||
Magnetic Cell Sorting (MCS) Buffer | Prepare the solution containing phosphate-buffered saline (PBS), pH 7.2, and 0.5% bovine serum albumin (BSA), 0.5 mM EDTA, 5µg/ml Insulin, 1 g/L Glucose. Sterilize and degas by filtration the buffer by passing it through a 0.22 µm Millex filter. Store the buffer at 4°C until use | ||
N-Acetyl-L-cysteine (NAC) stock solution (5mg/ml; 1000X) | Dissolve N-Acetyl-L-cysteine (Sigma-A8199) at 5 mg/ml in DMEM (e.g. 50 mg NAC in 10 ml B27NBMA). Filter sterilize and aliquot (e.g. 20 µl). Store at -20°C. | ||
NT3 stock solution (1 µg/ml; 1000X) | Master stock: Order from Peprotech (450-03). Make up at 0.1 to 1 mg/ml according to manufacturer’s instructions (may vary from lot to lot), in buffer (e.g. DPBS + 0.2% BSA). Store at -80°C. Working stock (1µg/ml; 1000X): 1. Make on 0.2% BSA in DPBS solution and filter sterilize. 2. Dilute master stock aliquot to 1 µg/ml in sterile, chilled 0.2% BSA/DPBS. 3. Aliquot (e.g. 20µl/tube) and snap freeze in liquid nitrogen. 4. Store aliquots at -80°C. |
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PDGF stock solution (10 µg/ml; 1000X) | Master stock: Order from Peprotech (100-13A). Make up at 0.1 to 1 mg/ml according to manufacturer’s instructions (may vary from lot to lot) in buffer (e.g. DPBS) + 0.2% BSA). Store at -80°C. Working stock (1µg/ml; 1000X): 1. Make on 0.2% BSA in DPBS solution and filter sterilize. 2. Dilute master stock aliquot to 1µg/ml in sterile, chilled 0.2% BSA/DPBS. 3. Aliquot (e.g. 20µl/tube) and snap freeze in liquid nitrogen. 4. Store aliquots at -80°C. |
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Poly-D-lysine (1mg/ml; 100X) | Resuspend poly-D-lysine, molecular weight 70-150 kD (Sigma P6407) at 0.5mg/ml in 0.15M boric acid pH 8.4 (e.g. 50mg in 50ml borate buffer). Filter sterilize and aliquot (e.g. 100µl/tube). Store at -20°C. Prior to use, dilute the 100X stock (1mg/ml) to 50 µg/ml in sterile water. | ||
Oligodendrocyte proliferation media | see Supplementary Table 1 | ||
Oligodendrocyte differentiation media | see Supplementary Table 1 | ||
Sato supplement (100X) | see Supplementary Table 1 | ||
References: the list of reagents and recipes were adopted from the protocols previously described by Emery et. al. 2013 (Emery, B. & Dugas, J. C. Purification of oligodendrocyte lineage cells from mouse cortices by immunopanning. Cold Spring Harb Protoc. 2013 (9), 854-868, doi:10.1101/pdb.prot073973, (2013)) and Dincman et. al. (Dincman, T. A., Beare, J. E., Ohri, S. S. & Whittemore, S. R. Isolation of cortical mouse oligodendrocyte precursor cells. J Neurosci Methods. 209 (1), 219-226, doi:10.1016/j.jneumeth.2012.06.017, (2012)) |